[发明专利]一种零电压软开关双向Buck/Boost变换器

说明书

本发明属于电气技术领域，公开了一种零电压软开关双向Buck/Boost变换器。该双向Buck/Boost变换器通过将传统双向Buck/Boost变换器的高压侧滤波电容用两个串联分压电容代替，并在两分压电容公共点和两开关管公共点之间加上一个辅助电感，使得双向Buck/Boost变换器中所有开关管零电压开通，减小开关损耗，提高系统效率。

技术领域

本发明涉及电气技术领域，具体涉及一种零电压软开关双向Buck/Boost变换器。

背景技术

随着电力电子技术的不断发展，双向DC/DC变换器在新能源、航天航空、交通、通讯、工业控制等领域得到了广泛应用。双向DC/DC变换器的拓扑繁多，按有无隔离功能可分为非隔离型和隔离型两类。非隔离型双向DC/DC变换器有双向Buck/Boost变换器、双向Buck-Boost变换器、双向Cuk变换器、双向Zeta-Sepic变换器等。其中，双向Buck/Boost变换器是在单管Buck或Boost变换器基础上构成的，即将原变换器中的二极管用开关管替换。其具有拓扑结构简单，控制策略与驱动电路易于实现，所需器件少等优点，因此得到广泛应用。

为了提高传统双向Buck/Boost变换器的功率密度，需要提升系统的开关频率，以降低其体积和重量。然而，随着开关频率的上升，开关损耗也急剧增大，系统效率明显降低。因此，如何减小双向Buck/Boost变换器的开关损耗以提高系统效率，成为双向Buck/Boost变换器亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种零电压软开关双向Buck/Boost变换器，该变换器中所有开关管均可实现零电压开通，减小开关损耗，提高系统的效率。

为实现上述目的，本发明的目的在于提供如下技术方案：

本发明公开一种零电压软开关双向Buck/Boost变换器，包括：

第一电容、第二电容、第三电容、第一电感、第二电感、第一开关管和第二开关管；

所述第一开关管和所述第二开关管均为N沟道MOS管；

所述第一电感的第一端与所述第一电容的第二端及所述第二电容的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述第一开关管的源极、所述第二开关管的漏极及所述第二电感的第一端连接；

所述第一电容的第一端与所述第一开关管的漏极连接；

所述第二电感的第二端与所述第三电容的第一端连接；

所述第二开关管的源极与所述第二电容的第二端及所述第三电容的第二端连接；

所述第一电容的第一端作为所述双向Buck/Boost变换器高压侧的正极，所述第二电容的第二端作为所述双向Buck/Boost变换器高压侧的负极；

所述第三电容的第一端作为所述双向Buck/Boost变换器低压侧的正极，所述第三电容的第二端作为所述双向Buck/Boost变换器低压侧的负极；

所述第一开关管和所述第二开关管互补导通；

所述第一电感和所述第二电感均工作于电流连续模式；

所述第一电感的电感值其中，D为第一开关管S₁的占空比，I_L2为第二电感电流平均值，U_H为高压侧电压，f_s为开关频率。

优选的，所述第一电容、第二电容和第三电容均为有极性电容，且所述第一电容、第二电容和第三电容的第一端为正端，所述第一电容、第二电容和第三电容的第二端为负端。